高速列车引起的深水桥墩流固耦合的振动分析

为研究水体对桥墩结构振动特性的影响,以ANSYS为计算平台,建立了桥墩-水流固耦合有限元模型,计算了不同几何尺寸和淹没比情况下桥墩的自振频率,分析了桥墩在高速列车作用下,不同水深对其振动特性的影响。分析后得出结论：当水体深度小于墩高50%时,桥墩的自振频率降低不明显;当水体高度大于墩高50%时,桥墩自振频率出现明显降低。高速列车作用下,桥墩墩顶纵向位移出现极值的时间,随淹没比的增加向后推迟;桥墩墩顶纵向加速度随淹没比的增加而增加。因此,高速列车作用下,水体对于涉水铁路桥梁桥墩的自振与动力振动特性有着明显的影响,且这种影响不可忽视。     

基于VBA的螺旋桨流固耦合数值模拟

针对近年来广受关注的船用螺旋桨水弹性问题,采用面元法（BEM）进行螺旋桨水动力分析,基于有限元（FEM）进行桨叶结构分析,在Excel VBA环境中借助于Shell函数分别调用BEM代码和FEM模块,实现了螺旋桨稳态性能的双向流固耦合数值模拟.算例对DTMB4119桨分别采用＂刚性＂铝青铜和＂弹性＂S玻璃纤维两种各向同性材料进行了求解,计算结果表明,弹性桨变形量远大于刚性桨,变形形态以轴向和周向的弯曲为主,体现为侧斜和纵倾的改变;桨叶螺距基本不发生变化,其水动力性能与＂刚性＂桨保持一致,两者的应力分布也基本相当.相关研究结论可为后续复合材料螺旋桨水弹性分析与设计工作提供前期基础.     

土体流固耦合理论研究进展

传统的渗流计算和变形计算是分开进行,方法虽然简单,但不符合工程实际且精度较低。经过国内外的学者在渗流场和应力场耦合问题上的大量研究,得出了从不同角度开展的耦合理论。为了体现出每种理论的本质和不同理论之间的区别和联系,对流固耦合理论从计算域耦合,基本未知量耦合,参数耦合和本构关系耦合4个方面进行了分类、评价。得出结论计算域耦精度较低但计算简便,基本未知数耦合理论完善,参数耦合仅针对某一类土建立,缺乏普遍性,本构关系耦合需进一步在黏性土中研究。     

基于流-固耦合理论的病险土石坝渗流规律

土石坝病险问题主要是各种原因引起的渗漏。因此,研究病险土石坝加固技术首先必须分析土石坝渗流规律和渗透机理。基于多孔介质流-固耦合理论,在不考虑土体和水的压缩性以及孔隙率不变的假定下,利用FLAC3D数值分析软件,建立了土石坝二维模型,对2种病险土石坝模型的应力场、渗流场以及孔压进行了分析,总结得出了土石坝的渗流规律和土石坝渗漏机理,为土石坝加固技术提供了理论依据。     

流-固耦合问题边界元-有限元耦合方法分析

利用边界元－有限元耦合方法对流－固耦合振动问题进行了分析,假设流体控制方程为Ｌａｐｌａｃｅ方程,利用非连续边界元对流体域进行离散,从而有铲地解决了边界元分析中的“角点效应”问题。固体以平面梁为模型,采用有限元进行离散,对非连续边界元和有限元的耦合问题进行了分析,通过对悬臂梁在一侧受液体作用时的瞬态响应分析的数值解同解析解的比较,表明了本文所给方法的有效性,同时为利用边界元－有限元耦合方法对流－固耦     

铁路罐车满载时的液固耦合振动分析

在罐车满载的情况下,根据固液耦合问题的广义变分原理,使用有限元的近似数值计算方法,找到解决满载罐车液固耦合振动问题的基本方法和原理,建立铁路罐车的固液耦合问题的动力学控制方程,并通过算例验证液体对罐车耦合振动的影响,得到在工程上所需要的分析结果。     

基于改进社会力的单向流电动自行车行为建模研究

电动自行车作为一种便捷高效的出行工具,已在许多国家被广泛使用,但对电动自行车微观行为的研究仍十分有限。在上海海事大学对电动自行车驾驶行为进行观测实验,提取电动自行车轨迹数据,以纵向间距、速度差、侧向净距、水平间距作为特征变量,利用CART(Classificationand Regression Tree)决策树分类结果建立电动自行车骑行决策行为规则。然后,基于社会力模型,分别引入超越力、跟随力等改进行为力模拟电动自行车的超越、跟随等骑行决策行为。考虑公式超越力、固定值超越力和临时目标点超越力这3种超越力形式,通过实际观测数据和仿真结果比较进行参数标定和模型验证,选取单向流电动自行车行驶场景开展数值仿真分析。结果表明：临时目标点超越力的改进社会力模型在超越过程中的轨迹误差最小,电动自行车超越时所需要的横向间距与超车时横向速度、超车完成时间成正比,最佳超车横向间距为2 m。     

降雨入渗时沥青路面流固耦合作用的力学响应

应用ABAQUS软件建立降雨入渗条件下的沥青路面渗流有限元模型,得到相应的渗流规律和渗流场的分布状态;在建立合理的降雨渗流场边界的基础上,运用多孔介质流固耦合理论分析了沥青路面在渗水和行车荷载作用下的力学响应。研究表明:降雨入渗过程将会导致沥青路面内部饱和度和孔隙水压力出现显著的变化;在动态荷载的作用下,降雨入渗后的沥青路面内部各项应力指标呈现波动特性,孔隙水压力与流速出现了较大的正、负逆转。     

梁纵横耦合振动研究

针对梁纵横耦合振动的非线性运动问题,导出了适用于求解该问题的梁单元非线性刚度矩阵,并提出了相应的具有通用性的有限元解法,可推广到复杂结构求解.通过实例数值计算,分析了梁纵横振动的耦合效应机理,研究表明耦合振动的频率成分是激励频率以及固有频率的加减组合和倍频的结论,因此结构设计时除了考虑使系统的固有频率避开激励频率外,还应考虑避开激励频率组合值.     

拱桥车桥耦合振动的研究

结合开县渠口大桥的特点,分别建立车辆的三位离散自由度模型和桥梁的模态模型,并通过轮轨作用关系建立车桥耦合的振动动力模型,同时对开县渠口大桥的车桥耦合振动进行研究,可为此类问题的研究提供参考。     

基于流固耦合方法的船舶湿模态振动研究

基于ANSYS Workbench仿真平台对船舶的干湿模态进行有限元分析。针对一艘686TEU多用途集装箱船,运用船舶建模软件建立该船三维简化模型,将模型导入仿真平台并进行船体模态特性分析。数值计算结果表明,应用Workbench平台采用流固耦合方法能够计算大型结构的模态,验证了在Workbench中使用流固耦合方法计算船舶振动干湿模态的可行性。     

卢家田中桥的车桥耦合振动研究

行驶汽车的轴重和速度超出设计范围给双曲拱桥的动力性能造成了很大的影响,然而这方面的研究却很少。结合一座旧的双曲拱桥,进行了实地的车桥耦合振动试验,得出了车速与动力系数、冲击系数之间的关系,车辆荷载作用下桥梁振动的规律,同时对旧桥进行了参数分析,据此进行了裸拱状态的理论耦合振动分析,得出了一些结论,可为以后双曲拱桥的评估...     

基于流固耦合的风挡玻璃粘结强度分析

动车组司机室风挡玻璃在列车高速运行时承受复杂的气动载荷,为验证其结构的安全性,针对动车组风挡玻璃粘结结构,通过空气动力学分析,获得作用在风挡玻璃上的气动载荷.以此作为强度计算时的边界条件,进行流固耦合分析计算.计算结果表明,在外界气动载荷考虑了一定的安全系数后,风挡玻璃粘结结构的应力水平满足安全运用要求流固耦合的分析方...     

基于节点耦合技术的螺栓强度可靠性分析

针对基于非线性MPC接触方法的螺栓强度可靠性分析耗时长,效率低的问题,提出一种基于节点耦合技术和响应面法的螺栓强度可靠性分析方法.以某地铁司机室座椅连接螺栓为研究对象,首先根据节点耦合技术模拟接触行为建立其有限元模型并进行强度分析;其次将分析结果与螺栓强度的接触非线性分析结果进行对比;最后,参数化座椅连接螺栓节点耦合模型,对设计变量进行中心复合设计,拟合螺栓强度的多项式响应面函数,根据应力-强度干涉理论建立极限状态函数,采用拉丁超立方抽样方法对螺栓强度进行可靠性分析.实验结果表明:可以采用节点耦合技术模拟接触行为,同时,该可靠性分析方法能在极大程度上节省螺栓强度可靠性分析所用的时间.     

基于桥面状况退化的车桥耦合振动分析

针对常见跨径的公路简支梁桥,对其进行车辆桥梁耦合振动分析,研究了不同跨径、不同行驶速度下桥面状况退化对桥梁冲击系数的影响规律。结果表明,桥面不平整度对桥梁冲击系数的影响几乎呈线性变化,且桥面状况越差桥梁冲击系数越大,当不平整度最大值大于2cm后,桥梁冲击系数基本上均大于设计值。因此,在以后的桥梁养护工作中,应尤其注意桥面的维护。     

单向流作用下淤泥质黏土起动试验研究

为掌握淤泥质黏土的起动规律,采用水体灰度和水流速度同步测量的方法,对不同沉积密度条件下淤泥质黏土的起动特性进行了试验研究.试验结果表明:淤泥质黏土的起动现象可用弱起动和普遍起动描述.弱起动床面冲刷率低,水体灰度值的变化约为10;普遍起动床面冲刷率明显提高,灰度曲线发生突变的附近为普遍起动,相应的灰度值变化一般超过20.普遍起动流速约为弱起动流速的1.5倍.     

机车—桁架桥梁耦合振动研究

建立了轮对和钢轨之间弹性联接３３个自由度的机车车辆动力学模型，采用有限元法分析计算了列车荷载作用下某铁路双线钢桁桥的动力响应。采用空间梁单元建立了桁架桥的振动方程。根据随机振动理论计算了当列车过桥时，车－桥耦合振动系统的空间动力响应，并与实测结果进行了比较，比较表明，采用弹性联接横型比密贴模型的计算结果更接近于实测值。     

环境振动对混凝土强度的试验研究

通过对试验现场地表振动加速度采样分析,得出地面竖向振动加速度的时程幅值和主要频率为0.8m/s2和15~25Hz,并且随着距振源距离的增加振动强度不断衰减,靠近振源测点的振动情况能够更好的反映出列车通过时地表振动的动力特性。通过对浇筑成型的混凝土施加环境振动,得出终凝前混凝土在受振情况下抗压强度得到提高,并且混凝土的早期抗压强度提高的幅度较标准强度大,而终凝后混凝土在环境振动作用下抗压强度基本不发生变化。     

岩体地下流固耦合理论的研究综述

系统地综述了裂隙岩体渗流应力的耦合研究情况，分析了求解裂隙岩体饱和渗流应力耦合的五种数学模型及其优缺点，为选取合理的数学模型用于求解具体的渗流应力耦合问题提供了依据，最后，在上述基础上提出了一些需要进一步解决的问题。